Детально рассмотрен генезис инженерно-значимых свойств вечномерзлых грунтов. Доказана полнота состава принятых характеристик структуры и физических свойств грунтов, с которыми коррелированы обобщенные материалы натурных испытаний фундаментов. Рассмотрены напряженное состояние основания в линейно деформируемом грунте и начальные стадии образования зон предельного равновесия под подошвой фундамента. Для первой предельной (предельно допустимой) нагрузки на основание, соотнесенной с результатами натурных испытаний фундаментов, установлено, что эта величина является более сильной функцией прочностных характеристик, чем в основном уравнении предельного сопротивления грунта. Показана возможность расчета характеристик прочности грунта по данным о предельной нагрузке на основание. В таблицах и на графиках представлены значения прочностных характеристик вечномерзлых грунтов, охватывающие весь реальный диапазон гранулометрического состава грунтов, льдистости и температуры. Параметры прочности грунта, рассчитанные по предельной нагрузке на основание, методологически достовернее характеристик, определенных целевыми лабораторными исследованиями, поскольку они учитывают теоретическую модель основания и обобщают прочностные свойства грунтового массива в целом. Составлен функциональный кадастр характеристик физических и прочностных свойств вечномерзлых грунтов. Книга адресована мерзлотоведам-исследователям, а также инженерам-геологам и строителям, чья работа связана с анализом прочностных свойств вечномерзлых грунтов и расчетами несущей способности оснований.

В настоящей работе проведено моделирование механического поведения металлокерамического композита Al/Al2O3 в условиях растяжения, с явным учетом внутренней структуры. С помощью ранее предложенного алгоритма генерации трехмерных структур построена модель трехмерного композита с включениями нерегулярной формы. Задача о механическом поведении мезообъема композита в условиях растяжения решается конечно-разностным методом. Исследовано напряженно-деформированное состояние в различных сечениях мезообъема и эволюция пластической деформации в матрице на начальных стадиях пластического течения. Проведен сравнительный анализ с результатами двумерных расчетов в постановке плоской деформации и плоского напряженного состояния.

Методом электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, измерения микро- и нанотвердости исследованы особенности взаимосвязи тонкой субструктуры с изменением прочностных свойств однофазных (TiN) и нанокомпозитных покрытий (TiN/Cu, AlN/Cu, Ti–Si–B–N) вблизи поверхности сопряжения с подложкой и на поверхности покрытия. Показано, что в покрытиях TiN, TiN/Cu, Ti–Si–B–N обнаруживается двухуровневая зеренная структура с фрагментацией зерен размером 0.1...0.3 мкм на субзерна размером 0.15...0.25 нм с малоугловыми (delta)(phi) <= 5 градусов разориентировками. В нанокомпозитных покрытиях TiN/Cu наблюдаются снижение твердости от исходной H(mu) ~ 40 ГПа до 20...22 ГПа в результате выдержки при Т ~ 300 K в течение t >= 4x10(3) ч и релаксация внутренних напряжений, измеренных по кривизне-кручению решетки. В покрытиях Ti–Si–B–N с примесями кислорода и углерода наблюдаются стабильные значения H(mu) ~ 55...60 ГПа в структурных состояниях, отвечающих двухуровневой зеренной структуре легированного кремнием нитрида титана и аморфных зернограничных фаз. В покрытиях AlN/Cu при однородном распределении нанозерен нитрида алюминия (d < 20...25 нм) низкие значения твердости H(mu) = 12...15 ГПа обусловлены высокой объемной долей металлической фазы. Выполнен анализ перспективности нанопокрытий типа MeN/металл и MeN/аморфная фаза (Me–Ti, Zr, V, W, Cr).

Выполнено исследование влияния дорекристаллизационных отжигов на микроструктуру и механические характеристики наноструктурного титана, полученного методом многократного одноосного прессования и последующей прокатки. Показано, что сформированная микроструктура обеспечивает высокие механические характеристики наноструктурного титана (предел прочности при растяжении составил 1160 МПа, предел текучести — 1100 МПа), соответствующие титановым высокопрочным сплавам. Отжиг при 250 °С не меняет наноструктурное состояние титана и его прочностные характеристики и увеличивает пластичность до 6 % при растяжении.